高考物理大一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第8講牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題課件.ppt

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,牛頓運(yùn)動(dòng)定律,第 三 章,,,,第8講 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題,,,,,,欄目導(dǎo)航,,,,,,1．牛頓第二定律 (1)內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成__________，跟它的質(zhì)量成__________.加速度的方向與________________相同． (2)表達(dá)式：__________，F(xiàn)與a具有瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系．,正比,反比,作用力的方向,F＝ma,(3)適用范圍： ①牛頓第二定律只適用于_____________(相對地面靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系)． ②牛頓第二定律只適用于__________(相對于分子、原子)、__________(遠(yuǎn)小于光速)的情況． 2．動(dòng)力學(xué)兩類基本問題 (1)動(dòng)力學(xué)兩類基本問題 ①已知受力情況，求物體的__________情況． ②已知運(yùn)動(dòng)情況，求物體的__________情況．,慣性參考系,宏觀物體,低速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng),受力,(2)解決兩類基本問題的方法 以__________為“橋梁”，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖所示．,加速度,1．請判斷下列表述是否正確，對不正確的表述，請說明原因． (1)物體加速度的方向與所受合外力的方向可以不同．( ) 解析 由F＝ma可知，加速度a的方向與合外力F的方向一定相同． (2)對靜止在光滑水平面上的物體施加一水平力，當(dāng)力剛開始作用瞬間，物體立即獲得加速度．( ) (3)物體由于做加速運(yùn)動(dòng)，所以才受合外力作用．( ) 解析 物體由于受合外力作用才做加速運(yùn)動(dòng)．,×,√,×,(4)物體所受合外力變小，物體的速度一定變?。? ) 解析 雖然物體合外力變小，但只要合外力與速度方向相同，物體速度將增加． (5)物體所受合外力大，其加速度就一定大．( ) 解析 物體的加速度由物體所受合外力、物體的質(zhì)量共同決定的． (6)牛頓第二定律適用于一切運(yùn)動(dòng)情況．( ) 解析 牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于慣性參考系、低速運(yùn)動(dòng)的情況． (7)單位“牛頓”是國際單位制中的基本單位．( ) 解析 “牛頓”是導(dǎo)出單位，1 N＝1 kg·m/s2,×,×,×,×,2．(多選)下列說法正確的是( ) A．物體只有在受力的前提下才會(huì)產(chǎn)生加速度，因此，加速度的產(chǎn)生要滯后于力的作用 B．F＝ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無關(guān) C．物體所受的合外力減小，加速度一定減小，而速度不一定減小 D．物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時(shí)也確定了物理量間的單位關(guān)系,BCD,解析 物體的的加速度與合外力有瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系，加速度與力同時(shí)產(chǎn)生，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．a(chǎn)的方向與F的方向相同，與速度方向無關(guān)，故選項(xiàng)B正確．合外力減小，加速度一定減小，但如果a與v同向，v變大，故選項(xiàng)C正確．物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時(shí)也確定了物理量之間的單位關(guān)系，故選項(xiàng)D正確．,3．(多選)關(guān)于力學(xué)單位制，以下說法中正確的是( ) A．kg、m/s、N等單位為導(dǎo)出單位 B．kg、m、s都是基本單位 C．牛頓第二定律的表達(dá)式F＝kma，式中各物理量取國際單位時(shí)k＝1 D．在國際單位制中，質(zhì)量的單位可以是kg，也可以是g 解析 kg為基本單位，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．kg、m、s是國際單位制中的基本單位，故選項(xiàng)B正確．F＝kma，質(zhì)量取“kg”，a取“m/s2”，F(xiàn)取“N”時(shí)，k＝1，選項(xiàng)C正確，國際單位制中質(zhì)量的單位是kg，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．,BC,一 牛頓第二定律的瞬時(shí)性,[例1](2018·廣西南寧模擬)兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀態(tài)，如圖所示．現(xiàn)突然迅速剪斷輕繩OA，讓小球下落，在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球A、B的加速度分別用a1和a2表示，則( ) A．a(chǎn)1＝g a2＝g B．a(chǎn)1＝0 a2＝2g C．a(chǎn)1＝g a2＝0 D．a(chǎn)1＝2g a2＝0 解析 由于繩子張力可以突變，故剪斷OA后小球A、B只受重力，其加速度a1＝a2＝g.故選項(xiàng)A正確．,A,【拓展延伸1】把“輕繩”換成“輕彈簧” 在[例1]中只將A、B間的輕繩換成輕質(zhì)彈簧，其他不變，如圖所示，則典例選項(xiàng)中正確的是( ) 解析 剪短輕繩OA后，由于彈簧彈力不能突變，故小球A所受合力為2mg，小球B所受合力為零，所以小球A、B的加速度分別為a1＝2g，a2＝0，故選項(xiàng)D正確．,D,B,解析 輕繩被剪斷的瞬間，小球B的受力情況不變，加速度為零．剪斷前，分析整體受力可知輕繩的拉力為T＝2mgsin θ，剪斷瞬間，A受的合力沿斜面向下，大小為2mgsin θ，所以A的瞬時(shí)加速度為aA＝2gsin 30°＝g，故選項(xiàng)B正確．,抓住“兩關(guān)鍵”、遵循“四步驟” (1)分析瞬時(shí)加速度的“兩個(gè)關(guān)鍵” ①明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點(diǎn)． ②分析瞬時(shí)前、后的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． (2)“四個(gè)步驟” 第一步：分析原來物體的受力情況． 第二步：分析物體在突變時(shí)的受力情況． 第三步：由牛頓第二定律列方程． 第四步：求出瞬時(shí)加速度，并討論其合理性．,二 動(dòng)力學(xué)兩類基本問題,動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的解題思路,,[例2](2018·廣東深圳模擬)如圖所示為四旋翼無人機(jī)，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，目前得到越來越廣泛的應(yīng)用． 一架質(zhì)量m＝2 kg的無人機(jī)，其動(dòng)力系統(tǒng)所能提供的最大升力F＝36 N，運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小恒為Ff＝4 N，g取10 m/s2. (1)無人機(jī)在地面上從靜止開始，以最大升力豎直向上起飛．求在t＝5 s時(shí)離地面的高度h；,(2)無人機(jī)懸停在距離地面高度H＝100 m處，由于動(dòng)力設(shè)備故障，無人機(jī)突然失去升力而墜落．求無人機(jī)墜落地面時(shí)的速度v； (3)在無人機(jī)墜落過程中，在遙控設(shè)備的干預(yù)下，動(dòng)力設(shè)備重新啟動(dòng)提供向上最大升力．為保證安全著地，求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時(shí)間t1.,解決兩類動(dòng)力學(xué)問題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) (1)把握“兩個(gè)分析”“一個(gè)橋梁” 兩個(gè)分析：物體的受力情況分析和運(yùn)動(dòng)過程分析． 一個(gè)橋梁：加速度是聯(lián)系物體運(yùn)動(dòng)和受力的橋梁． (2)尋找多過程運(yùn)動(dòng)問題中各過程間的相互聯(lián)系．如第一個(gè)過程的末速度就是下一個(gè)過程的初速度，畫圖找出各過程的位移之間的聯(lián)系．,1．模型特征,三 等時(shí)圓模型及其應(yīng)用,(1)質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到環(huán)的最低點(diǎn)所用時(shí)間相等，如圖乙所示； (2)質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上最高點(diǎn)沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下端所用時(shí)間相等，如圖乙所示； (3)兩個(gè)豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時(shí)間相等，如圖丙所示．,2．思維模板,B,,1．如圖所示，物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊1、3質(zhì)量為m,2、4質(zhì)量為M，兩個(gè)系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4.重力加速度大小為g，則有( ) A．a(chǎn)1＝a2＝a3＝a4＝0 B．a(chǎn)1＝a2＝a3＝a4＝g,C,,2．(2017·河南鄭州預(yù)測)(多選)如圖甲所示，靜止在水平地面上的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面間的最大靜摩擦力Ffm與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則( ) A．t2～t5時(shí)間內(nèi)物塊A的加速度逐漸減小 B．t2時(shí)刻物塊A的加速度最大 C．t3和t5時(shí)刻物塊A的速度相等 D．0～t5時(shí)間內(nèi)物塊A一直做加速運(yùn)動(dòng),BC,解析 開始物塊A靜止，到t1后拉力F大于摩擦阻力，物塊A開始加速運(yùn)動(dòng)，到t4時(shí)加速度為0，加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束，之后摩擦阻力大于拉力F，物塊A做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；從t1到t2，拉力F越來越大，加速度越來越大；從t2到t4，拉力F越來越小，加速度越來越小；從t4到t5，拉力F小于摩擦阻力且越來越小，加速度反向越來越大；由圖可知，在t2時(shí)刻加速度最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)拉力和摩擦阻力的大小關(guān)系，應(yīng)用對稱性可知，t3和t5兩個(gè)時(shí)刻的加速度等大反向，同理從t3到t4和從t5到t4關(guān)于t4時(shí)刻對稱各時(shí)刻的加速度都等大反向，可知物塊A先加速后減速，t3和t5兩時(shí)刻速度相等，選項(xiàng)C正確．,B,[例1](2017·浙江寧波一?！?分)如圖所示，彈簧左端固定、右端自由伸長到O點(diǎn)并系住物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到A點(diǎn)，然后釋放，物體一直可以運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，如果物體受到的阻力恒定，則( ) A．物體從A到O先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng) B．物體從A到O加速運(yùn)動(dòng)，從O到B減速運(yùn)動(dòng) C．物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)所受合力為零 D．物體從A到O的運(yùn)動(dòng)過程中加速度逐漸減小,,[答題送檢]····································來自閱卷名師報(bào)告,[規(guī)范答題] [解析] 物體從A到O的運(yùn)動(dòng)過程中，彈力方向向右，初始階段彈力大于阻力，合力方向向右，隨著物體向右運(yùn)動(dòng)，彈力逐漸減小，合力逐漸減小，由牛頓第二定律可知，此階段物體的加速度向右且逐漸減小，由于加速度與速度的方向相同，物體的速度逐漸增大，所以初始階段物體向右做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)物體向右運(yùn)動(dòng)至AO間某點(diǎn)(設(shè)為O′)時(shí)，彈力減小到與阻力大小相等，物體所受合力為零，加速度為零，速度達(dá)到最大．此后，隨著物體繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，彈力逐漸減小，阻力大于彈力，合力方向變?yōu)橄蜃?，至O點(diǎn)時(shí)彈力減小到零，此后彈力向左且逐漸增大，所以物體離開O′點(diǎn)(加速度為零，速度最大)后的合力方向向左且合力逐漸增大，由牛頓第二定律可知，此階段的物體的加速度向左且逐漸增大．由于加速度與速度的方向相反，物體做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)．故選項(xiàng)A正確． [答案] A,1．(2018·安徽蕪湖模擬)如圖所示，光滑水平面上，A、B兩物體用輕彈簧連接在一起，A、B的質(zhì)量分別為m1、m2，在拉力F作用下，A、B共同做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，某時(shí)刻突然撤去拉力F，此瞬時(shí)A和B的加速度大小為a1和a2，則( ),D,2．(2018·湖南長沙模擬)如圖所示，幾條足夠長的光滑直軌道與水平面成不同角度，從P點(diǎn)以大小不同的初速度沿各軌道發(fā)射小球，若各小球恰好在相同的時(shí)間內(nèi)到達(dá)各自的最離點(diǎn)，則各小球最高點(diǎn)的位置( ) A．在同一水平線上 B．在同一豎直線上 C．在同一拋物線上 D．在同一圓周上,D,